直行程电动执行机构.docx
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直行程电动执行机构
DDKZ型
直行程电动执行机构
产品使用说明书
杭州南方自动化仪表厂
一、
概述……………………………………………………………………..1
二、用途……………………………………………………………………..1
三、型号、规格……………………………………………………………..1
四、主要技术参数…………………………………………………………..2
五、工作原理和结构说明…………………………………………………..2
六、电动执行机构的校验…………………………………………………..4
七、电动执行机构的安装和接线…………………………………………..5
八、电动执行机构的使用和维修…………………………………………..5
九、故障及排除方法………………………………………………………..6
一十、附录……………………………………………………………………..8
一、概述
DKZ型直行程电动执行机构采用“S”型电动执行机构开发的新技术：
用精密导电塑料电位器和国处专用集成电路组成的WF-S型位置发送器。
因此，电动执行机构不仅在可靠性、精度、负载能力、信号品质系数等性能方面比原来产品有了很大提高，而且对环境条件的拓宽，更具有十分重要的意义。
DKZ型直行程电动执行机构不仅可以和III型控制单无仪表配套使用，而且还可以和新开发的S型控制单元仪表进行配套，使整个控制系统更稳定、可靠、性能更好，功能更多。
因此，用户可根据系统对DKZ型电动执行机构的要求，自动选择控制单元仪表，组合成一个控制单元系统。
该产品具有如下特点：
1.WF-S位置发送器采用具有1/250分辩能力的高可靠性的导电塑料电位器。
2.采用集成电路技术，功耗少、温升低，具有恒流输出稳定可靠。
3.可以在规定的行程范围内设计带限位控制。
4.用电位器调整零点和行程简单易行。
5.调整反零位（20~4）mADC（10~0）mADC只需调换电位器①、③两点，稍加调整即可。
6.位置反馈所用电器原件都经筛选，并且组装后经高低温试验，保证执行机构高可靠性要求，平均无故障MBTF>25，000小时。
二、用途
DKZ型直行程电动执行机构可以与变送器，调节器等仪表配套使用，它以电源为动力，接受4~20mADC或0~10mADC信号，将此转换成与输入信号相对应的直线位移，自动地操纵阀门等调节机构，完成自动调节任务，或者配用电动操作器实现远方手动控制，该仪表可广泛应用于发电厂、钢铁厂、化工、轻工等工业总门的调节系统中。
该仪表有连续调节、远方手动控制和就地手动操作三种控制方式。
该仪表适用于无腐蚀性气体、环增色温度为-25℃~+70℃，相对温度为≤95%的场所。
三、型号、规格
表1
型号规格
输出信号
（mADC）
行程开关带（√）不带（×）
出轴推力
N
行程（mm）
全行程时间
（S）
消耗功率
（W）
DKZ-310
0~10
×
4000
10、16
25、30
10mm8
16mm12.5
25mm20
30mm24
155
DKZ-310-X
0~10
√
DKZ-310C
4~20
×
DKZ-310C-X
4~20
√
DKZ-410
0~10
×
6000
18、30
40、60
18mm16
30mm24
40mm32
60mm50
DKZ-410-X
0~10
√
DKZ-410C
4~20
×
DKZ-410C-X
4~20
√
DKZ-510
0~10
×
16000
30、50
60、100
30mm16
50mm30
60mm40
100mm60
400
DKZ-510-X
0~10
√
DKZ-510C
4~20
×
DKZ-510C-X
4~20
√
注：
行程推力可以根据用户特殊设计。
输出轴开用开合螺母连接在订货时说明。
四、主要技术参数
1.输入信号4~20mADC或0~10mADC
2.出轴推力见表1
3.出轴行程见表1
4.全行程时间见表1
5.输入电阻200Ω（Ⅱ型）250Ω（Ⅲ型）
6.输入通道3个
7.基本误差±2.5%
8.回差±1.5%
9.死区≤3%
+10
10.电源电压交流200V%50HZ±1%
-15
11.使用环境条件：
a.环境温度：
伺服放大器0~50℃执行机构-25-70℃
b.相对湿度：
伺服放大器10%~70%执行机构≤95%
五、工作原理和结构说明
（一）工作原理：
DKZ型电动执行机构是一个用交流伺服电动机为原动机的位置伺服机构，其系统方块图如图1所示。
工作原理
FC伺服放大器
SD单相伺服电机
WF位置发送器执行机构
Z减速器
DFD电动操作器
C调节阀
图1电动执行机构系统方块图
电动执行机构处于连续调节的控制过程状态：
当输入信号Iλ1=0（或4mADC）时,位置发送器反馈电流I反=0（或4mADC）?
此时伺服放大器没有输出电压，交流伺服电动机停转，执行机构输出轴稳定在预选好的零位。
当输入信号Iλ1>0（或或4mADC）时（接人极性应与位置反馈电流极性相反）此输入信号与系统本身的位置反馈电流在伺服放大器的前置级磁放大器中进行磁势的综合比较，由于这二个信号大小不相等且极性相反就有误差磁势出现，从而使伺服放大器有足够的输出功率，驱动交流伺服电动机，执行机构输出轴就朝着减少这个误差磁势的方向运动，直到输入信号和位置反馈信号二者相等为止，此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。
电动执行机构三种控制方式：
（1）当电动操作器切换开关放在“自动”位置时，即处在连续调节控制状态，其控制过程如上所述。
（2）当电动操作器切换开关放在“手动”位置时，即处在手动远方控制状态，操作时只要将旋转切换开关分别拔到“开”或“关”的位置，执行机构输出轴就可以上行或下行，在运动过程中观察电动操作器上的阀位开度表，到所需控制阀位开度时，立即松开切换开关即可。
（3）当电动操作器切换开关放置“手动”位置，把交流伺服电动机端部旋钮放在“手动”位置时，拉出执行机构上的手轮，摇动手轮就可以实现方兴未艾手动操作。
当不用就地手动操作时，千万要注意，把交流伺服电机端部的旋钮放在“自动”位置，并把手轮推进。
（二）结构说明：
电动执行机构由伺服放大器和执行机构二个结构上相互独立的整体构成。
伺服放大器因另有产品使用说明书，这里不作具体说明。
执行机构为现场就地安装式结构，在减速器箱体上装有交流伺服电机和位置发送器。
减速器上有手动部件、输出轴、机械限位块。
位置发送器与减速器的联接结构如图2所示，它们之间的联接和调整是通过杠杆和弹簧来实现的。
当减速器输出轴上下运动是时，杠杆一端依靠弹簧的拉力紧压在输出轴的端面上，因而传感器：
芯棒产生轴向位移，达到改变位置发送器输出电流大小的目的。
由于传感器芯棒移动距离为8mm而对应的位置反馈电流为4~20mA或0~10Ma。
输出轴位移的行程和位置发送器输出电流呈线性关系。
利用杠杆支点距离的不同来改变行程的变化。
机械限位块则按行程不同来时行设置。
图2电动执行机构位置发送器和减速器的联接示意图
六、动执行机构的校验
电动执行机构组成部分在出厂时皆经过调试，但为了保证正常运行和现场实际需要，使用前应对基本性能作如下检查：
12.按图3接线图接线。
13.合上电源开关“1K”，将电机“把手”放在手动位置，摇动“手轮”使输出轴的位置置于出厂调试好的零位（即输出轴的下限值），此时mA表指示值勤应为零值或4mA如果不到（或超过）此值可调整（调零），电位器使其值为0mA或4mA。
14.摇动“手轮”，使输出轴向上移动，mA表示值应相应地从0变化到10mA，或从4mA变化到20mA如果不到或超过10mA或20mA，可调节“调满”电位器。
15.如需要重新调整方法如下：
a在机械起始点（或偏离起始点一小位移）用螺丝刀旋转调零（ZEPO）电位器，使输出电流为0mA（显示为指示灯由亮至灭时为零位）
a-10~10mA调整方法：
将执行机构开至终端（或手摇）用螺丝刀调节满（ZERO）电位器至20mA，再上、下开几次，信号调准即可。
a-24~20mA调整方法：
将执行机构开至终端，用螺丝刀调节调满（ZERO）电位器至16mA，再将执行机构开至（或手摇）零位（起始点），调节调零（ZEPO）电位器使0mA变为4mA，再将执行机构开至（或手摇）终端。
此时如果显示20mA即可。
如果有小误差，反复上、下几次，信号调准即可。
16.分别操作按钮“2K”“3K”输出轴应随之上下移动。
同时位置发送器的输出电流值和输出轴的行程一一对应。
图3执行机构校验接线图
17.反零位调整方法：
a按图4所示，将伺服电机①、②两线掉换。
b按图4所示，将印刷板上①、③两电位器线掉换，再按上所述的第4点重复调试方法调试（如果在调调零，调满时有假零位或超位现象，可以松开电位器的固定螺钉，电位器前后移动，将信号调至所要求范围，固定电位器螺钉）。
七、电动执行机构的安装和接线
伺服放大器应安装在环境温度为0~50℃：
相对温度≤85%无腐蚀性气体的环境中。
系挂壁式，其结构可垂直安装在金属骨架或立柱上。
1．执行机构应安装在环境温度为—25~+70℃，相对温度≤95%无腐蚀性气体环境中，在一般情况下，执行机构均安装在调节阀的阀体上，用螺钉坚固，当然也可以安装在其他调节机构上。
安装时应考虑到手动操作及维修拆装的方便，安装时必须避免所有接合外的松动间隙。
限位块作限位用更不可松动和随便拆装。
执行机构的外形及安装民尺寸附录图7和表3。
2．执行机构外部接线按图5、6所示连接，仔细复查。
八、电动执行机构的使用和维修
3．电动执行机构使用前应认真仔细阅读使用说明书按规定的检验方法，进行检查和校验。
4．电动执行机构的减速器应根据现场使用环境加注合适的润滑油。
5．电动执行机构投入运行前应检查现场电源电压是否与规定的相符。
同时按规定的电器安装接线图检查接线，各接线端子接线应牢靠。
6．根据调节系统的要求，选定输出轴的初始化零位。
执行机构出厂时输出轴的零位皆调整在机械限位下端处。
7．执行机构和调节机构所有连接的接合处不可有松动间隙，以保证有良好的调节效果。
8．执行机构就地手动操作时，将电机上的“把手”拔“手动”位置，拉出手分界线摇动即可。
操作完毕，把电机“把手”拔到“自动”位置再把手轮推进。
9．执行机构就地手动操作只能在断电或电动扣作器切换在“手动”位置时进行，绝不允许在“自动”工作状态及电动机通电情况下进行操作。
10．执行机构输出轴推力应和调节机构（阀门等）所需推力相适应，防止过载。
11．执行机构各组成部分应根据现场使用条件定期检查和调整。
减速器应定期清洗加油。
九、故障及排除方法
电动执行机构的故障及排除方法见如下：
表2
故障现象
原因分析
检查方法
排除方法
执行机构不动作
①相线与中线接反
用试电笔检查中线与相线
对调重新接好
②保险丝断开
目测
更换保险管
③线路断开或各接点接触不良
目测和用万用表测量检查各焊点是否胶焊或各接线点、插座等接触是否良好
对脱焊重新焊好，对接触不良要重新接好或更换不良零件
④电机绕组断路或短路
用导线短接固态继电器的交流输出两接点，电机转动。
更换电机
⑤分相电容器断路损坏
更换电容
⑥固态继电器断路损坏
用导线短接固态继电器的交流输出两接点，电机转动
更换固态继电器
⑦放大器前级故障
依次检查前级输出直流电源及元器件，对损坏无件更换
接通电源后输出轴就朝一个方向转动
①放大器前极不调零
用万用表量出在无信号时放大器前级的输出
断开输入信号和反馈信号重新调零
②两条反馈线接反
用万用表检查反馈电流的方向
更改接线
③两条放大器输出线接反
用调接两条线方
更改接线
④固态继电器击穿
用断开固态继电器交流输出接点方法，或用万用表测量
更换因态继电器
执行机构只能向一个方向转动
①一路输出断路，固态继电器损坏或输出电路断线
用导线短接续固态继电器两交流输出接点
1对损坏固态继电器进行更换
2对接线断线重新接好
②控制电路一路失效
用万用表检查三极管
更换损坏的三极管
③电机一路断线
用万用表测量
重新接好断线
执行机构一个方向正常，一个方向输出无力
①一个固态断电器软击穿
用断开固态继电器交流输出两端子方法断开后电机转动正常
更换被断开的固态继电器
②电机中线接错
目测
更换接线
执行机构两个方向输出无力
①电机分相电容容量降低或软击穿
更换电容
②电机制动器故障
打开电机后罩检查
调整或更换制动器零件
执行机构振荡
①放大器不调零
用万用表检前级输出
放大器在无任何外信号情况下重新调零
②死区过小
调节放大器灵敏电位器
③电机制动器失效
打开电机后盖检查摩擦片和弹簧是否完好
更换新的摩擦片或重新调整弹簧
输出线性不好或没有输出信号
①导电塑料电位器损坏
用万用表量
更换新电位器
②位发线路板工作不正常
用万用表检查⑤、⑥是否有信号输出
更换损坏的线路板
③位发变压器不好
用万用表检查
更换变压器
十、附录
（一）接线图
图4执行机构位发内部接线示意图
图5伺服放大器，电动操作器，执行机构接线图
图6无操作器接线图
（二）外形及安装尺寸：
图7
机座号
型号
长×宽×高
A×B×C
mm
阀杆连接累孔（F）
法兰连接孔距（E）
法兰连接螺孔（D）
法兰吻合
内径（G）
公称通径
（Dg）
重量
（Kg）
I
DKZ-310C
—310CX
230×460×490
M8
Ф80
2孔Ф10
Ф60
25、32、40、50
45
DKZ-410C
—410CX
230×530×540
M16×1.25
Ф105
4孔Ф12
Ф80
65、80、100
50
230×460×575
M16×1.5
Ф118
4孔Ф14
Ф95
125、150
II
DKZ-510C
—510CX
230×630×625
M16×1.5
Ф118
4孔Ф14
Ф95
200
65
260×630×645
M20×1.5
Ф130
4孔Ф18
Ф100
300、250
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